SMT свързването на спойки е често срещано предизвикателство, пред което са изправени производителите на електроника по време на процеса на сглобяване. Това явление възниква, когато спойка по невнимание свърже два съседни компонента или проводими зони, което води до късо съединение или компрометирана функционалност.В тази статия ще се задълбочим в тънкостите на SMT спояващите мостове, включително техните причини, превантивни мерки и ефективни решения.
1. Какво е SMT PCB Solder Bridgeing:
SMT спойка, известна още като „късо спояване“ или „спояващ мост“, възниква по време на сглобяването на компоненти на технологията за повърхностен монтаж (SMT) върху печатна платка (PCB). При SMT компонентите се монтират директно към повърхността на печатната платка, а спояващата паста се използва за създаване на електрически и механични връзки между компонента и печатната платка. По време на процеса на запояване, спояващата паста се нанася върху подложките на печатни платки и проводниците на SMT компонентите. След това печатната платка се нагрява, което кара спояващата паста да се стопи и тече, създавайки връзка между компонента и печатната платка.
2. Причини за свързване на SMT PCB спойка:
SMT мостово свързване се получава, когато се формира нежелана връзка между съседни подложки или проводници на печатна платка (PCB) по време на монтажа. Това явление може да доведе до късо съединение, неправилни връзки и цялостна повреда на електронното оборудване.
SMT спояващи мостове могат да се появят по различни причини, включително недостатъчен обем на спояваща паста, неправилен или неподравнен дизайн на шаблона, неадекватно повторно запояване на спойката, замърсяване на PCB и прекомерен остатък от флюс.Недостатъчното количество спояваща паста е една от причините за спойващи мостове. По време на процеса на отпечатване на шаблона върху подложките на печатни платки и проводниците на компонентите се нанася спояваща паста. Ако не нанесете достатъчно спояваща паста, може да се окажете с ниска височина на изпъкналост, което означава, че няма да има достатъчно място за спояващата паста да свърже правилно компонента към подложката. Това може да доведе до неправилно разделяне на компонентите и образуване на спойки между съседни компоненти. Неправилният дизайн на шаблона или неправилното подравняване също могат да причинят свързване на спойки.
Неправилно проектираните шаблони могат да причинят неравномерно отлагане на спояваща паста по време на нанасяне на спояваща паста. Това означава, че може да има твърде много спояваща паста в някои области и твърде малко в други области.Небалансираното отлагане на спояваща паста може да причини свързване на спойка между съседни компоненти или проводими зони на печатната платка. По същия начин, ако шаблонът не е правилно подравнен по време на нанасяне на паста за запояване, това може да доведе до неправилно подравняване на отлаганията от спойка и образуване на спойващи мостове.
Недостатъчното повторно запояване на спойката е друга причина за спойка. По време на процеса на запояване печатната платка с паста за запояване се нагрява до определена температура, така че пастата за запояване да се разтопи и да тече, за да образува спойка.Ако температурният профил или настройките за преформатиране не са зададени правилно, спояващата паста може да не се разтопи напълно или да не тече правилно. Това може да доведе до непълно разтопяване и недостатъчно разделяне между съседни подложки или проводници, което води до образуване на спойка.
Замърсяването с PCB е често срещана причина за свързване на спойки. Преди процеса на запояване, замърсители като прах, влага, масло или остатъци от флюс могат да присъстват на повърхността на печатната платка.Тези замърсители могат да попречат на правилното намокряне и протичане на спойката, което улеснява спойката да образува непреднамерени връзки между съседни подложки или проводници.
Прекомерният остатък от флюс също може да доведе до образуване на споени мостове. Флюсът е химикал, използван за отстраняване на оксиди от метални повърхности и насърчаване на омокрянето на спойка по време на запояване.Въпреки това, ако флюсът не е почистен по подходящ начин след запояване, може да остави остатък. Тези остатъци могат да действат като проводяща среда, позволявайки на спойката да създава нежелани връзки и спояващи мостове между съседни подложки или проводници на печатната платка.
3. Превантивни мерки за SMT PCB мостове за спояване:
A. Оптимизиране на дизайна и подравняването на шаблона: Един от ключовите фактори за предотвратяване на спойващи мостове е оптимизирането на дизайна на шаблона и осигуряването на правилно подравняване по време на нанасяне на спояваща паста.Това включва намаляване на размера на отвора, за да се контролира количеството спояваща паста, отложена върху печатните платки. По-малките размери на порите помагат за намаляване на възможността от разпръскване на излишната спояваща паста и причиняване на мостове. Освен това, закръгляването на ръбовете на отворите на шаблона може да насърчи по-добро отделяне на пастата за запояване и да намали склонността на спойката да създава мост между съседни подложки. Прилагането на техники против образуване на мостове, като например включване на по-малки мостове или празнини в дизайна на шаблона, също може да помогне за предотвратяване на образуването на мостове от спойка. Тези функции за предотвратяване на мостове създават физическа бариера, която блокира потока на спойка между съседни подложки, като по този начин намалява шанса за образуване на спойка. Правилното подравняване на шаблона по време на процеса на поставяне е от решаващо значение за поддържане на необходимото разстояние между компонентите. Несъответствието води до неравномерно отлагане на спояваща паста, което увеличава риска от спойки. Използването на система за подравняване като визуална система или лазерно подравняване може да осигури точно поставяне на шаблона и да сведе до минимум появата на спойки.
Б. Контролирайте количеството спояваща паста: Контролирането на количеството спояваща паста е от решаващо значение за предотвратяване на прекомерно отлагане, което може да доведе до образуване на спойка.Трябва да се имат предвид няколко фактора, когато се определя оптималното количество спояваща паста. Те включват стъпка на компонента, дебелина на шаблона и размер на подложката. Разстоянието между компонентите играе важна роля при определяне на необходимото количество спояваща паста. Колкото по-близо са компонентите един до друг, толкова по-малко спояваща паста е необходима, за да се избегне образуването на мостове. Дебелината на шаблона също влияе върху количеството отложена спояваща паста. По-дебелите шаблони са склонни да отлагат повече спояваща паста, докато по-тънките шаблони са склонни да отлагат по-малко спояваща паста. Регулирането на дебелината на шаблона според специфичните изисквания за сглобяване на печатни платки може да помогне за контролиране на количеството използвана спояваща паста. Размерът на подложките на печатната платка също трябва да се има предвид, когато се определя подходящото количество спояваща паста. По-големите подложки може да изискват повече обем паста за запояване, докато по-малките подложки може да изискват по-малко количество паста за запояване. Правилното анализиране на тези променливи и съответното регулиране на обема на спояващата паста може да помогне за предотвратяване на прекомерно отлагане на спойка и да минимизира риска от образуване на спойка.
C. Осигурете правилно преформатиране на спойката: Постигането на правилно преформатиране на спойка е от решаващо значение за предотвратяване на спойките.Това включва прилагане на подходящи температурни профили, времена на престой и настройки за преформатиране по време на процеса на запояване. Температурният профил се отнася до циклите на нагряване и охлаждане, през които преминава печатната платка по време на преформатиране. Трябва да се спазва препоръчителният температурен профил за конкретната използвана спояваща паста. Това гарантира пълното разтопяване и изтичане на спояващата паста, което позволява правилното намокряне на проводниците на компонентите и подложките на печатни платки, като същевременно предотвратява недостатъчното или непълно преливане. Времето на престой, което се отнася до времето, през което печатната платка е изложена на пикова температура на преливане, също трябва да се обмисли внимателно. Достатъчното време на престой позволява на спояващата паста да се втечни напълно и да образува необходимите интерметални съединения, като по този начин подобрява качеството на спойката. Недостатъчното време на престой води до недостатъчно топене, което води до непълни спойки и повишен риск от спойки. Настройките за преформатиране, като скорост на конвейера и пикова температура, трябва да бъдат оптимизирани, за да осигурят пълно разтопяване и втвърдяване на спояващата паста. От решаващо значение е да се контролира скоростта на конвейера, за да се постигне адекватен пренос на топлина и достатъчно време за спояващата паста да тече и да се втвърди. Пиковата температура трябва да бъде настроена на оптимално ниво за конкретната спояваща паста, като се гарантира пълно преливане, без да се причинява прекомерно отлагане на спойка или образуване на мостове.
Г. Управлявайте чистотата на печатни платки: Правилното управление на чистотата на печатните платки е от решаващо значение за предотвратяване на образуването на спойки.Замърсяването на повърхността на PCB може да попречи на намокрянето на спойка и да увеличи вероятността от образуване на спойка. Елиминирането на замърсителите преди процеса на заваряване е критично. Цялостното почистване на печатни платки с помощта на подходящи почистващи препарати и техники ще помогне за отстраняването на прах, влага, масло и други замърсители. Това гарантира, че пастата за запояване правилно намокря подложките на печатни платки и проводниците на компонентите, намалявайки възможността за спояване на мостове. Освен това правилното съхранение и боравене с ПХБ, както и минимизирането на човешкия контакт, може да помогне за минимизиране на замърсяването и поддържане на целия процес на сглобяване чист.
Д. Проверка и преработване след запояване: Извършването на задълбочена визуална проверка и автоматизирана оптична проверка (AOI) след процеса на запояване е от решаващо значение за идентифициране на проблеми със спойката.Бързото откриване на запоени мостове позволява навременна преработка и ремонт, за да се коригира проблемът, преди да причини допълнителни проблеми или повреди. Визуалната проверка включва цялостна проверка на спойките, за да се идентифицират всички признаци на свързване на спойка. Увеличителни инструменти, като микроскоп или лупа, могат да помогнат за точното идентифициране на наличието на зъбен мост. AOI системите използват технология за инспекция, базирана на изображения, за автоматично откриване и идентифициране на дефекти на спойката. Тези системи могат бързо да сканират печатни платки и да предоставят подробен анализ на качеството на спойката, включително наличието на мостове. Системите AOI са особено полезни при откриване на по-малки, трудни за намиране спойки, които могат да бъдат пропуснати по време на визуална проверка. След като бъде открит споен мост, той трябва да бъде преработен и ремонтиран незабавно. Това включва използването на подходящи инструменти и техники за отстраняване на излишната спойка и разделяне на мостовите връзки. Предприемането на необходимите стъпки за коригиране на спояващите мостове е от решаващо значение за предотвратяване на по-нататъшни проблеми и гарантиране на надеждността на крайния продукт.
4. Ефективни решения за свързване на SMT печатни платки:
A. Ръчно разпояване: За по-малки спойни мостове ръчното отстраняване на спойка е ефективно решение, като се използва поялник с фин връх под лупа за достъп и премахване на спойния мост.Тази технология изисква внимателно боравене, за да се избегне повреда на околните компоненти или проводими зони. За да премахнете мостовете от спойка, загрейте върха на поялника и внимателно го нанесете върху излишната спойка, като я разтопите и я отместите от пътя. От решаващо значение е да се гарантира, че върхът на поялника не влиза в контакт с други компоненти или зони, за да избегнете повреда. Този метод работи най-добре, когато спойката е видима и достъпна и трябва да се внимава да се правят прецизни и контролирани движения.
B. Използвайте поялник и тел за запояване за преработване: Преработването с помощта на поялник и тел за запояване (известен също като оплетка за разпояване) е друго ефективно решение за премахване на мостове от запояване.Фитилът за спояване е направен от тънка медна жица, покрита с флюс за подпомагане на процеса на разпояване. За да използвате тази техника, фитил за спойка се поставя върху излишната спойка и топлината на поялника се прилага към фитила за спойка. Топлината разтапя спойката и фитилът абсорбира разтопената спойка, като по този начин я отстранява. Този метод изисква умение и прецизност, за да се избегне повреда на деликатни компоненти и трябва да се осигури адекватно покритие на сърцевината на спойка върху моста за запояване. Може да се наложи този процес да се повтори няколко пъти, за да се премахне напълно спойката.
C. Автоматично откриване и премахване на споени мостове: Усъвършенстваните системи за инспекция, оборудвани с технология за машинно зрение, могат бързо да идентифицират спояващите мостове и да улеснят отстраняването им чрез локализирано лазерно нагряване или въздушна струйна технология.Тези автоматизирани решения осигуряват висока точност и ефективност при откриване и премахване на споени мостове. Системите за машинно зрение използват камери и алгоритми за обработка на изображения, за да анализират качеството на спойката и да открият всякакви аномалии, включително спойващи мостове. Веднъж идентифицирана, системата може да задейства различни режими на намеса. Един такъв метод е локализирано лазерно нагряване, при което се използва лазер за селективно нагряване и стопяване на моста за запояване, така че да може лесно да бъде отстранен. Друг метод включва използването на концентрирана въздушна струя, която прилага контролиран въздушен поток, за да издуха излишната спойка, без да засяга околните компоненти. Тези автоматизирани системи спестяват време и усилия, като същевременно осигуряват постоянни и надеждни резултати.
D. Използвайте селективно вълново запояване: Селективното вълново запояване е превантивен метод, който намалява риска от спояване на мостове по време на запояване.За разлика от традиционното вълново запояване, което потапя цялата печатна платка във вълна от разтопена спойка, селективното вълново запояване прилага само разтопена спойка към определени зони, заобикаляйки лесно свързващи се компоненти или проводими зони. Тази технология се постига чрез използване на прецизно контролирана дюза или подвижна заваръчна вълна, която се насочва към желаната зона на заваряване. Чрез селективно прилагане на спойка рискът от прекомерно разпространение на спойка и образуване на мостове може да бъде значително намален. Селективното запояване с вълни е особено ефективно за печатни платки със сложни оформления или компоненти с висока плътност, където рискът от свързване на спойка е по-висок. Осигурява по-голям контрол и точност по време на процеса на заваряване, минимизирайки вероятността от възникване на споени мостове.
В обобщение, SMT спойката е значително предизвикателство, което може да повлияе на производствения процес и качеството на продукта в производството на електроника. Въпреки това, чрез разбиране на причините и предприемане на превантивни мерки, производителите могат значително да намалят появата на спойки. Оптимизирането на дизайна на шаблона е от решаващо значение, тъй като осигурява правилно отлагане на спояваща паста и намалява вероятността излишната спояваща паста да причини мостове. Освен това, контролирането на обема на спояващата паста и параметрите за преформатиране, като температура и време, може да помогне за постигане на оптимално образуване на спойка и предотвратяване на мостове. Поддържането на повърхността на PCB чиста е от решаващо значение за предотвратяване на образуването на спойки, така че е важно да се осигури правилно почистване и отстраняване на всякакви замърсители или остатъци от платката. Процедурите за инспекция след заваряване, като визуална инспекция или автоматизирани системи, могат да открият наличието на всякакви спойки и да улеснят навременната преработка за разрешаване на тези проблеми. Чрез прилагането на тези превантивни мерки и разработването на ефективни решения, производителите на електроника могат да сведат до минимум риска от SMT свързване на спойки и да осигурят производството на надеждни, висококачествени електронни устройства. Силната система за контрол на качеството и непрекъснатите усилия за подобряване също са от решаващо значение за наблюдение и разрешаване на всички повтарящи се проблеми със спойките. Като предприемат правилните стъпки, производителите могат да увеличат ефективността на производството, да намалят разходите, свързани с преработката и ремонтите, и в крайна сметка да доставят продукти, които отговарят или надхвърлят очакванията на клиентите.
Време на публикуване: 11 септември 2023 г
Назад
